一种具有内禀铁磁性ZnO基稀磁半导体薄膜及其制备方法

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本发明属于半导体薄膜材料技术领域，涉及一种高质量、低电阻率、具有内禀铁磁性的稀土金属离子掺杂ZnO稀磁半导体薄膜及其制备方法。本发明的薄膜，其化学成份符合化学通式Zn1-x-yErxAlyO，0＜x≤0.03，0＜y≤0.02。本发明以稀土金属离子Er和Al施主掺杂的方式，以陶瓷靶材为基础，采用ICP-PVD技术，制得具有内禀铁磁性的ZnO基稀磁半导体薄膜。本发明ICP-PVD技术可使Er均匀掺杂到ZnO晶格中，同时Al的掺杂可以显著提高ZnO薄膜中的载流子浓度，有效地调节Er2+离子间的铁磁交换，所得薄膜具有室温以上的内禀铁磁性和反常霍尔效应，可广泛应用于自旋电子器件中。